(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットを露光するための複数の露光ビームレットを生成するマスクレスリソグラフマシンにおいてパターンデータにしたがってターゲットを露光するための方法であって、
前記方法は、
ベクトルフォーマットで入力パターンデータを与え、
前記入力パターンデータをレンダリングし、量子化し、画素値の空間的にマップされたアレイの形態で中間パターンデータを生成し、
前記中間パターンデータを再度サンプリングし、再度量子化し、出力パターンデータを生成し、
前記出力パターンデータを前記マスクレスリソグラフマシンへ供給し、
前記マスクレスリソグラフマシンにより生成される前記複数の露光ビームレットを前記出力パターンデータに基づいて変調すること、
を含み、
前記再度サンプリングすることは、前記中間パターンデータの画素サイズを変えることを含み、
前記中間パターンデータの画素サイズは、前記出力パターンデータの画素サイズよりも大きい、方法。
【請求項２】
前記出力パターンデータは、２レベルのビットマップデータ又は多レベルのビットマップデータを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項３】
パターンを表す前記中間パターンデータは、前記パターンを表す前記出力パターンデータよりも多くのデータを含んでいる請求項１又は２のいずれか１項記載の方法。
【請求項４】
前記入力パターンデータを生成するために、ベクトルパターンデータを前処理することをさらに含んでいる請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記前処理することは、近接効果補正とレジスト加熱補正とのうちの少なくとも一方を含んでいる請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記入力パターンデータをレンダリングすることは、
画素セルのアレイを規定することと、
前記入力パターンデータにより規定される特徴による前記画素セルの相対的なカバー範囲に基づいて、前記画素セルに値を割当てることと、
を含んでいる請求項１乃至５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記量子化することは、前記レンダリングされた入力パターンデータに対するエラー拡散の適用によりディザーリングすることを含んでいる請求項１乃至６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記エラー拡散は、前記レンダリングされた入力パターンデータの画素の量子化エラーを、前記中間パターンデータの１以上の近隣画素へ拡散することを含んでいる請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記入力パターンデータは、線量マップデータをさらに含み、
前記中間パターンデータは、前記ベクトルフォーマットの入力パターンデータと前記線量マップデータとに基づいて形成される請求項１乃至８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記再度サンプリングすることは、
出力画素セルのアレイを規定する出力グリッドを規定すること、
前記出力画素セル内に入る中間パターンデータ値と、前記中間パターンデータ値により占有される前記出力画素セルの部分とに基づいて、各出力画素セルへ値を割当てることと、
を含んでいる請求項１乃至９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
ビームレットの誤整列を補正するために、前記中間パターンデータに対して行われるパターンシフトをさらに含んでいる請求項１乃至１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
リソグラフマシンを操作する方法であって、
第１のステップにおいて、画像データをベクトルフォーマットで前記リソグラフマシンに供給し、
第２のステップにおいて、前記ベクトルフォーマットを、レンダリングし、画素値の空間的にマップされたアレイの形態のビットマップデータのフォーマットへ量子化し、
第３のステップにおいて、前記ビットマップデータに対して実時間補正を行うために、前記ビットマップデータを再度サンプリングし、
第４のステップにおいて、前記再度サンプリングされたデータを再度量子化し、
その後で第５のステップにおいて、出力ビットマップとして前記リソグラフマシンの画像化ハードウェアへ供給し、
前記第３のステップは、前記第２のステップにおいて形成された画素値の空間的にマップされたアレイの画素サイズを変えることを含み、
前記画素値の空間的にマップされたアレイの画素サイズは、前記出力ビットマップの画素サイズよりも大きい、方法。
【請求項１３】
ベクトルフォーマットの入力パターンデータを、画素値の空間的にマップされたアレイの形態の出力パターンデータへ変換するためのデータパスであって、
前記入力パターンデータをレンダリングし量子化し、画素値の空間的にマップされたアレイの形態の中間パターンデータを生成する第１の処理装置と、
前記中間パターンデータを記憶する第１の記憶装置と、
前記中間パターンデータを再度サンプリングし再度量子化し、出力パターンデータを生成する第２の処理装置と、
を具備し、
前記再度サンプリングすることは、前記中間パターンデータの画素サイズを変えることを含み、
前記中間パターンデータの画素サイズは、前記出力パターンデータの画素サイズよりも大きい、データパス。
【請求項１４】
パターンデータにしたがってターゲットを露光するシステムであって、
前記ターゲットを露光する複数の露光ビームレットを生成し、出力パターンデータに基づいて前記露光ビームレットを変調するマスクレスリソグラフマシンと、
入力パターンデータを受信し、前記出力パターンデータを生成する請求項１３記載のデータパスと、
前記出力パターンデータを前記マスクレスリソグラフマシンへ供給するパターンストリーミングシステムと、
を具備している、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクレスリソグラフ装置に関し、特にリソグラフ装置により使用するためベクトルフォーマットデータを変換するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マスクレスリソグラフマシンはターゲットを露光するための光学的または粒子のビームレットを発生する。マシンはビームレットがターゲットの表面にわたって走査されるときそれらを変調するためのパターンデータを必要とする。非常に高解像度でターゲットを露光するとき、非常に多量のデータパターンが走査プロセスを可能にするために必要とされる。
【０００３】
パターンデータは通常は最初にＧＤＳ−ＩＩまたはＯＡＳＩＳフォーマットのようなベクトルフォーマットで発生され、その後通常はビームレットを変調するためビットマップフォーマットへ変換される。ベクトルフォーマットからビットマップへの変換では、多量の十分に変換されたパターンデータを記憶するための大記憶容量を必要とせずに、幾らかの処理がウエハの露光に先立って行われることを許容するために中間データフォーマットでデータを記憶することが有効である。ベクトルフォーマットは中間ベクトルフォーマットとして使用できる。ベクトルフォーマットは２次元でのパターンシフトまたはスケーリングを含むことができる種々のタイプの補正を行うことおよび多数の画素またはサブ画素シフトを含むような、パターンデータについて行われる複雑な操作を許容する。
【０００４】
しかしながら、ベクトルフォーマットは非決定性であるという欠点を有し、したがってデータの記憶に必要とされるメモリ量はパターンデータの関数であり、パターンデータを記憶するための実際のメモリ要求は前もって決定されることができない。これはパターンデータの非常に大きいサイズを考慮すると大きな欠点である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明はターゲットを露光するための複数の露光ビームレットを発生するマスクレスリソグラフマシンのパターンデータにしたがってターゲットを露光するための方法を含んでいる。その方法はベクトルフォーマットの入力パターンデータを与え、中間パターンデータを発生するために入力パターンデータをレンダリングし量子化し、出力パターンデータを発生するために中間パターンデータを再度サンプリングし再度量子化するステップを含んでいる。出力パターンデータはリソグラフマシンへ供給され、リソグラフマシンにより発生されるビームレットは出力パターンデータに基づいて変調される。ベクトルフォーマット入力パターンデータは画素値の空間的にマップされたアレイの形態の出力パターンデータへ変換される。出力パターンデータは二レベルのパターンデータを含むことができ、Ｂ／Ｗビットマップデータを具備することができる。中間パターンデータは多レベルビットマップデータを含むことができる。パターンのある部分を表す中間パターンデータは好ましくはそのパターンの同じ部分を表す出力パターンデータよりも多量のデータを含んでいる。
【０００６】
方法は種々の前処理ステップを含むことができる。方法は入力パターンデータを発生するためにベクトルパターンデータの前処理を含むことができ、ここでは前処理は近接効果補正および／またはレジスト加熱補正を含むことができる。
【０００７】
ベクトルパターンデータのレンダリングは画素セルのアレイを規定し、入力パターンデータにより規定される特徴によって画素セルの相対的なカバー範囲に基づいて値を画素セルに割当てるステップを含むことができる。量子化はレンダリングされた入力パターンデータ上のエラー拡散の適用によるディザーリングを含むことができ、エラー拡散はレンダリングされた入力パターンデータの画素の量子化エラーを中間パターンデータの１以上の近隣の画素へ分散することができる。入力パターンデータはさらに線量マップデータを含み、中間パターンデータはベクトルフォーマット入力パターンデータと線量マップデータとに基づいて形成される。
【０００８】
再度のサンプリングは出力画素セルのアレイを規定する出力グリッドを規定し、出力画素セル内に入る中間パターンデータ値およびこれらの中間値により占有される出力画素セルの僅かな部分に基づいて各出力画素セルへ値を割当てることを含んでいる。出力画素セルの値は出力画素セル内に入る平均中間パターンデータ値を計算することにより決定できる。
【０００９】
再度のサンプリングは随意選択的に中間パターンデータの画素サイズの変更を含み、中間パターンデータの画素サイズは出力パターンで他の画素サイズよりも大きくても小さくてもよい。画素サイズの変更は、出力パターンデータの画素サイズが中間パターンデータの画素サイズとは異なるように適合を行うことを許容し、これは性能を改良する。
【００１０】
二重量子化はリソグラフエラー（例えば臨界的なディメンションの均一性及びオーバーレイ）に関して単一の量子化と比較して性能を減少するが、性能の減少は第２の量子化後に残るデータ量よりも多くのデータを第１の量子化後にパターンを記憶するために使用することによって減少されることができる。例えば第１の量子化後に４ビットのグレーレベルの画素値を有する５ｎｍの画素サイズ（または１ビットのＢ／Ｗ画素値を有する２．５ｎｍの画素サイズ）を有する中間パターンデータは１ビットの二レベルＢ／Ｗ画素値を有する３．５ｎｍの画素サイズを有する出力パターンデータよりも多くのデータを含んでいる。理想的には中間パターンデータは第１の量子化ステップ後非常に高い解像度を有するが、この要求はこのような多量のデータを記憶する価格及び複雑性に対して平衡されている。再度のサンプリング期間中の画素サイズの変化は中間から出力パターンデータへのこのデータ解像度の調節を可能にする。
【００１１】
画素サイズの変化は容易に変更されることができないリソグラフマシンのコラムへの出力パターンデータの伝送速度を変化せずに露光線量の変化も可能にする。ビームレットの伝送速度と出力パターンデータの画素サイズを変化することによって、線量率は変化されることができる（出力パターンデータの画素サイズもこの理由で長方形になることができる）。
【００１２】
種々の補正が再度のサンプリングステップ及び再度の量子化ステップと共に行われることができる。再度のサンプリングはシフト、スケーリング及び歪み補正を可能にする。補正は再度のサンプリングで規定された出力グリッドのシフト、スケーリング、回転および歪みを与えることにより実行されることができる。線量補正もまた再度の量子化ステップで実行されることができる。
【００１３】
パターンシフトは中間パターンデータで実行されることができ、パターンシフトは出力グリッドにおけるシフトを含む。パターンシフトはビームレットの誤整列を補正するのに使用されることができる。パターンシフトは中間パターンデータで実行されることができ、リソグラフマシンの機械的な走査方向とマシン走査方向に垂直な方向との両者におけるパターンデータのシフトを含んでいる。パターンシフトはパターンデータの全体的なストライプについてパターンデータのシフトを含むことができる。
【００１４】
パターンスケーリング調節はまた中間パターンデータについて行われることもでき、パターンスケーリングは出力グリッドのスケーリングを含んでいる。パターンスケーリング調節はビームレット走査偏向における変化を補正するために使用されることができる。パターンスケーリング調節は中間パターンデータで行われることができ、パターンデータの全体的なストライプについてパターンデータのスケーリングを含んでいる。
【００１５】
線量補正は中間パターンデータで行われることもできる。線量補正はビームレット毎に行われることができ、ビームレット当りの線量係数とパターンデータのストライプのスケーリングファクタに基づいて決定される。
【００１６】
補正は１以上のビームレットの位置の変化を補償するために中間パターンデータについて実行されることもできる。補正は入力パターンデータの調節を含むことができ、それは機械的な走査方向とその機械的な走査方向に対して実質的に垂直な方向との両者において成分を有する中間パターンデータのシフトを生じる。補正はリソグラフマシンへの出力パターンデータの送信時間における変化を補償するために中間パターンデータでも実行されることができる。フィールド歪み調節は中間データパターンで行われることもでき、歪み調節は出力グリッドに歪みを与えることを含んでいる。歪はオーバーレイ性能を改良し、および／または異なるリソグラフツールによるマッチングを改良するために使用されることができる。歪はフィールドサイズ調節、フィールド位置調節、フィールドの回転、非対称フィールドサイズ調節および／または非対称回転のうちの少なくとも１つを含み、付加的にさらに高次の歪を具備することができる。
【００１７】
再度の量子化ステップは再度サンプルされた中間パターンデータにおいてエラー拡散を適用することによりディザーリングを含むことができる。第１の量子化ステップはディザーリングプロセスを含むことができ、第２の（再）量子化ステップは再ディザーリングプロセスを含むことができ、ディザーリングおよび再ディザーリングは好ましくは反対方向で行われる（例えば左から右及び上から下へのディザーリングと右から左および下から上への再ディザーリング）。
【００１８】
入力パターンデータは中間パターンデータの２つのセットを発生するために二度ディザーリングされることができ、各セットは反対方向でディザーリングされる。中間パターンデータの２つのセットはターゲットの交番する露光レーンを露光するために使用されることができ、中間パターンデータの各セットは使用前、ディザーリングに対して反対方向で再度ディザーリングされている。ターゲットはそのターゲットの各露光レーンが同じ方向で露光されるように移動されることができる。
【００１９】
再ディザーリングエラー拡散は再度サンプルされたパターンデータの画素中の量子化エラーを出力パターンデータの１以上の近隣の画素へ分配することを含んでいる。エラー拡散は画素アレイを規定し、画素アレイを異なるビームレットにより露光されるように割当てられた各部分へ分割し、各部分についてのエラー拡散パラメータ値を決定し、エラー拡散パラメータ値を使用して各部分内の画素へ値を割当てることを含んでいる。エラー拡散パラメータ値はしきい値と、二レベル出力パターンデータ値のより高いレベルについての加重値とを含み、さらに二レベル値のより低いレベルについての加重値を具備することができる。エラー拡散パターン値はしきい値であってもよく、ここで二レベル値を１部分内の画素セルに割当てることはその部分について決定されたしきい値との比較に基づいている。
【００２０】
エラー拡散はさらに別のしきい値に等しいかそれよりも低い多レベル値を有する１以上の画素方向への拡散を許可しないか、および／または入力パターンデータで説明されている特徴外に位置される１以上の画素への拡散を許可しないか、および／または処理されている画素とはある量を超えて異なる値を有する１以上の画素方向の拡散を許可しないことにより制限されることができる。
【００２１】
各画素はラベルを有し、エラー拡散は処理されている画素とは異なるラベルを有する１以上の画素方向への拡散を許可しないことにより制限されることができる。このラベルは中間パターンデータと共に記憶されているコードを含んでいる。ラベルは前処理期間中に規定されることができ、ベクトルフォーマット入力パターンデータ中の特徴によりカバーされる全ての画素は第１のラベル値を割当てられることができ、全ての他の画素は第２のラベル値を割当てられることができる。
【００２２】
本発明の方法によれば、レンダリング及び量子化はウエハの露光に先だって行われ、これらのステップにより発生される中間パターンデータは決定論的サイズを有する画素値の空間的にマップされたアレイの形態であり、それによって中間パターンデータを記憶するための必要な記憶容量は前もって決定されることができる。さらに再度のサンプリング及び再度の量子化ステップによって、補正は実時間で中間パターンにおいて行われることができる。したがって、決定論的サイズを有するパターンデータフォーマットはパターンデータにおける実時間補正を行う能力を維持しながら使用されることができる。
【００２３】
本発明はさらにリソグラフマシンの動作方法に関し、ここで画像データは第１のステップでマシンへベクトルフォーマットで供給され、そのベクトルフォーマットは第２のステップでレンダリングされビットマップデータフォーマットへ量子化され、ビットマップデータはデータにおいて実時間補正を行うため第３のステップで再度サンプルされ、再度サンプルされたデータは第４のステップで再度量子化され、その後第５のステップで出力ビットマップとしてマシンの撮像ハードウェアへ供給される。第１の量子化ステップを行うために使用されるデータの量は好ましくは前記再度のサンプリングを行うことにより生じるデータ量よりも大きい。再度のサンプリングはパターンシフト、パターンスケーリングまたはフィールド歪み補正のうちの１以上を含むことができ、再度の量子化は線量補正を行うことを含むことができる。ディザーリングプロセスは量子化ステップと共に行われることができ、ディザーリングしきい値を適合することにより行われる線量補正を含んでいる。この方法は前記再度のサンプリングと共に中間パターンデータの画素サイズを変形することによって出力ビットマップの画素サイズを変更することにより露光線量を制御することも含むことができる。
【００２４】
本発明の別の特徴では、ベクトルフォーマットの入力パターンデータを画素値の空間的にマップされたアレイの形態の出力パターンデータへ変換するためのデータパスにも関する。このデータパスは中間パターンデータを発生するため入力パターン値をレンダリングし量子化するための第１の処理装置と、中間パターンデータを記憶するための第１の記憶装置と、出力パターンデータを発生するため中間パターンデータを再度サンプリングし再度量子化するための第２の処理装置とを具備している。第１の処理装置はレンダリングされた入力パターンデータをディザーリングするソフトウェアおよび／またはハードウェアを具備し、第２の処理装置は再度サンプルされたパターンデータを再度ディザーリングするソフトウェアおよび／またはハードウェアを有することができる。第１の記憶装置の容量は好ましくはパターンデータのフィールド全体について中間パターンデータを記憶するのに十分である。データパスは出力パターンデータを記憶するための第２の記憶装置も具備することができる。
【００２５】
さらに別の特徴では、本発明はパターンデータにしたがってターゲットを露光するためのシステムを含んでおり、ターゲットを露光し出力パターンデータに基づいてビームレットを復調するための複数の露光ビームレットと、入力パターンデータを受信し出力パターンデータを発生するためのデータパスと、出力パターンデータをリソグラフシステムへ供給するためのパターンストリーミングシステムとを発生するマスクレスリソグラフマシンを具備している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】マスクレスリソグラフシステムを示す概念図である。
【図２】電子光学コラムの詳細を示す荷電粒子リソグラフシステム100の１実施形態の簡単な概略図である。
【図３】データパスの１実施形態の簡単なブロック図である。
【図４】多数のチャンネルを有するリソグラフシステムの概念図である。
【図５Ａ】フィールドに分割されたウエハの図である。
【図５Ｂ】幾つかのストライプに分割されたフィールドの概略図である。
【図６】ベクトルフォーマットの入力パターンデータをマスクレスリソグラフマシンのビームレットを変調するのに適した出力パターンデータへ変換するためのプロセスを示す簡単なフローチャートである。
【図７】図６のプロセスを行うためのアーキテクチャの１例の図である。
【図８Ａ】ベクトルフォーマットの入力パターンデータを出力パターンデータへ変換するステップを示す図である。
【図８Ｂ】ベクトルフォーマットの入力パターンデータを出力パターンデータへ変換するステップを示す図である。
【図８Ｃ】ベクトルフォーマットの入力パターンデータを出力パターンデータへ変換するステップを示す図である。
【図８Ｄ】ベクトルフォーマットの入力パターンデータを出力パターンデータへ変換するステップを示す図である。
【図８Ｅ】ベクトルフォーマットの入力パターンデータを出力パターンデータへ変換するステップを示す図である。
【図８Ｆ】ベクトルフォーマットの入力パターンデータを出力パターンデータへ変換するステップを示す図である。
【図８Ｇ】ベクトルフォーマットの入力パターンデータを出力パターンデータへ変換するステップを示す図である。
【図８Ｈ】ベクトルフォーマットの入力パターンデータを出力パターンデータへ変換するステップを示す図である。
【図８Ｉ】ベクトルフォーマットの入力パターンデータを出力パターンデータへ変換するステップを示す図である。
【図９】ストライプ位置補正のためのｘおよびｙパターンシフトの図である。
【図１０】ｙ方向パターンのスケーリングの図である。
【図１１Ａ】パターンデータの８×８アレイの図である。
【図１１Ｂ】左から右へ及び上から下への中間パターンデータの第１のディザーリングのパスを示す図である。
【図１１Ｃ】右から左へ及び下から上への中間パターンデータの第２のディザーリングのパスを示す図である。
【図１２Ａ】２方向におけるウエハの走査を示す図である。
【図１２Ｂ】１方向におけるウエハの走査を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の種々の特徴及び本発明の実施形態のある例を示す。  
以下、図面を参照して例示のみにより与えられる本発明の種々の実施形態を説明する。
【００２８】
［荷電粒子リソグラフシステム］
図１は３つの高レベルのサブシステム、即ちデータパス101、リソグラフマシンコラム102、ウエハ位置付けシステム103へ分割されるマスクレスリソグラフシステム100を示している概念図である。リソグラフマシンコラム102はデータパスにより与えられるパターンデータにしたがってウエハを露光するための光学的または荷電粒子ビームを発生する。ウエハ位置付けシステム103はコラム102により発生される露光ビームによってウエハの走査を可能にするためコラム102の下にウエハを移動する。
【００２９】
ウエハ位置付けシステム103は典型的にウエハがその上に位置されるウエハテーブル108の動作を制御する制御システム107を含んでいる。１実施形態では、ウエハ位置付けシステムはビームがｙ方向でウエハ表面を横切って走査される間にｘ方向でウエハを移動する。ウエハ位置付けシステムは露光ビーム下のウエハの位置付けを、データパスによりコラムへ送信されるパターンデータと同期するためにデータパス101から同期信号を与えられる。
【００３０】
コラム102はウエハを露光するための光学的または荷電粒子ビームを発生する。ビームはウエハ表面を横切って走査され、ビットマップフォーマットでデータパスにより与えられるパターンデータにしたがって走査と同期して変調される。ビームの変調は個々のビームまたはビームのグループをオン及びオフに切り換えることによって、またはそれらの強度を変調することにより行われることができ、その結果パターンデータに対応するウエハ表面上に露光パターンを生じる。
【００３１】
データパス101は典型的にオフライン処理システム104、「インライン」処理システム105、パターンストリーミングシステム106を含んでいる。オフライン処理システム104は通常は半導体集積回路の１つの層を作成するためにウエハ上で再生される特徴を表すパターンデータを受信する。そのパターンデータは通常ベクトルフォーマットで発生され、オフライン処理システムはそのデータについて種々の前処理動作を行う。前処理されたパターンデータはその後記憶するためのリソグラフツール109へアップロードされ、さらに「インライン」処理システム105により処理される。ウエハの露光が行われるとき、前処理パターンデータはコラム102へのストリーミングのためにパターンストリーミングシステム106へ転送される。
【００３２】
コンポーネントは典型的にリソグラフツールとも呼ばれる装置の２つの別々のグループ、即ちオフライン処理システム104とリソグラフマシン109として構成される。リソグラフツールは典型的にウエハ位置付けシステム103、リソグラフマシンコラム102、インライン処理システム105、パターンストリーミングシステム106を含んでいる。
【００３３】
図２は電子光学コラム102の詳細を示している荷電粒子リソグラフシステム100の１実施形態の簡単な概略図である。このようなリソグラフシステムは米国特許第6,897,458号、第6,958,804号、第7,019,908号、第7,084,414号、第7,129,502号明細書、および同時係属出願の米国特許出願第61/031,573号、第61/031,594号、第61/045,243号、第61/055,839号、第61/058,596号、第61/101,682号明細書に記載されており、これらは全て本願の所有者に譲渡されており、ここでそれらの全体において全て参考文献とされている。
【００３４】
図２に示されている実施形態では、リソグラフシステムは荷電粒子源110、例えば拡張電子ビーム130を発生するための電子源を具備している。拡張電子ビーム130は開口アレイ111に衝突し、開口アレイは複数のビームレット131を生成するようにビームの一部を遮断する。システムは多数のビームレット、好ましくは約１０，０００乃至１，０００，０００の範囲のビームレットを発生する。
【００３５】
電子ビームレット131は電子ビームレット131の焦点を結ぶコンデンサレンズアレイ112を通過する。ビームレット131はコリメータレンズシステム113によりコリメートされる。コリメートされた電子ビームレットはＸＹ偏向器アレイ114、第２の開口アレイ115、第２のコンデンサレンズアレイ116を通過する。結果的なビームレット132は次にビームブランカアレイ117を通過し、これはビームレットの１以上を偏向するための複数のブランカを具備している。ビームレットはミラー143を通過し、ビーム停止アレイ118に到着し、ビーム停止アレイは複数の開口を有する。ビームレットブランカアレイ117とビーム停止アレイ118はビームレットを遮断するかこれらを通過させることによってビームレットをオンまたはオフに切り換えるように共に動作する。ビームレットブランカアレイ117はビームレットがビーム停止アレイ118の対応する開口を通過しないようにビームレットを偏向できるが、代わりに遮断されることもできる。ビームレットブランカアレイ117がビームレットを偏向しないならば、これはビーム停止アレイ118の対応する開口を通過する。偏向されないビームレットはビーム停止アレイおよびビーム偏向器アレイ119と投射レンズアレイ120を通過する。
【００３６】
ビーム偏向器アレイ119はターゲット121の表面を横切ってビームレットを走査するために、実質的には偏向されていないビームレットの方向に対して垂直のＸおよび／またはＹ方向で各ビームレット133の偏向を行う。この偏向はビームレットをオンまたはオフに切り換えるためビームレットブランカアレイにより使用される偏向とは分かれている。投射レンズ構成は好ましくは約１００乃至５００倍の縮小を行う。ビームレット133はウエハ位置付けシステム101の可動段上に位置付けられているターゲット121の表面上に衝突する。リソグラフ応用では、ターゲットは通常、荷電粒子感応層またはレジスト層を設けられたウエハを具備する。
【００３７】
図２に示されている構成は非常に簡単にされている。好ましい実施形態では単一の電子ビームが最初に多くのより小さいサブビームに区分され、これらはその後さらに多数のビームレットに分割される。このようなシステムは米国特許出願第61/045,243号明細書に記載されており、その全体が参考文献とされている。
【００３８】
このシステムでは、各サブビームはパターン化されたビームと考えられることができる多数のビームレットに分割される。１実施形態では、各サブビームは７×７のアレイで構成される４９個のビームレットに分割される。ビームレットブランカアレイは個々の各ビームレットのオン／オフ切換えを可能にするため、好ましくは各ビームレットについて関連されるブランカ電極を備えた１つの穴を具備する。好ましいビームにおけるビームレットの構成と書込み方法が例えば米国特許出願第61/058,596号明細書に記載されており、その全体が参考文献とされている。ビーム偏向器アレイと投射レンズアレイは好ましくは各パターン化されたビームについてただ１つの穴とレンズ（例えば１つのパターン化されたビームを作る４９のビームレットの各グループについて１つの穴またはレンズ）を含む。ビームレットは典型的に単一のストライプを書込むグループに組み合わされる（インターリーブ／多重化される）。
【００３９】
［データパスアーキテクチャ］  
データパス101の１実施形態の簡単なブロック図が図３に示されており、データパスの一部が図２にも見られる。ビームレットブランカアレイ117の切換えはデータパスを介して制御される。処理装置140はリソグラフマシンにより製造される、典型的にはベクトルファイルフォーマットで与えられる装置のレイアウトを示す情報を受信する。（オフライン処理システム104、インライン処理システム105、パターンストリーミングシステム106を含むことができる）処理装置はビームレットブランカアレイ117を制御するための制御信号を発生するため一連の情報の変換を行う。
【００４０】
制御信号は電気制御信号を光信号へ変換するために142を介してレーザダイオードのような電子−光変換装置143へ送信される。光制御信号は光ファイバ145を通って誘導される。ファイバの出力における自由空間の光ビーム146はレンズ147のアレイを通して有孔ミラー148へ誘導される。このミラーから、光ビームはビームブランカアレイ117の下面に反射される。個々の光ビームはフォトダイオードのようなビームブランカアレイ117の下面上の複数の光−電子変換装置149へ誘導される。好ましくは、光ファイバ145毎に、ビームレットブランカアレイ上にフォトダイオードが存在する。これらのフォトダイオードは個々のビームレットをオン又はオフに切り換えるためにビームレット132の偏向を変調または制御するように個々のビームレットブランカ電極を付勢するよう動作する。
【００４１】
個々のビームレットブランカ電極を制御するための制御信号は好ましくは多重化され、それによって各光ビーム146は１つの光ファイバとフォトダイオードを共用する多数のビームレットを有するチャンネルのための制御信号を伝播する。多重化された光ビームはフォトダイオードにより受信され、電気信号へ変換される。ビームレットブランカアレイ117は多数のビームレットブランカ電極を個々に制御するための制御信号を得るためフォトダイオードにより受信された制御信号を逆多重化するための論理を含んでいる。好ましい実施形態では１つのパターン化されたビームの４９個のビームレットを制御するための個々の制御信号は単一の光ファイバで送信のために時分割され、ビームレットブランカアレイ上の単一のフォトダイオードにより受信される。
【００４２】
多重化に加えて、ビームレット制御信号はまた送信のためフレーム中に配置されることもでき、例えば頻繁な信号転移を実現するための符号化技術を使用して送信を改良し、ＤＣ結合方式でのレーザダイオードとフォトダイオードの使用を阻止するために、同期ビットと付加的な符号化を有することができる。
【００４３】
ウエハに近づいて、ビーム偏向器アレイ119はウエハ121の表面にわたって電子ビームレットの走査を行うためにｙ方向での電子ビームレットの偏向（およびｘ方向での小さい偏向）に使用される。説明されている実施形態では、ウエハ121はウエハ位置付けシステム101によりｘ方向で機械的に移動され、電子ビームレットはｘ方向に対して実質的に垂直のｙ方向でウエハを横切って走査される。データを書き込むとき、ビームレットは（フライバック時間と比較して）ｙ方向でゆっくりと偏向される。掃引の最後に、ビームレットはｙ区域の開始位置へ迅速に戻る（これはフライバックと呼ばれる）。ビーム偏向器アレイ119はデータパス103からタイミング及び同期情報を受信する。
【００４４】
［チャンネル］  
データパスは複数のチャンネルに分割されることができる。チャンネルは前処理装置からリソグラフシステムまでの（ターゲットまで及ぶと考えられることができる）データパスである。図４は多数のチャンネルを有するシステムの１例の概念図を示している。パターンデータファイル202はターゲット上で露光されるパターンの部分に関する部分202a、202b、202c等へ分割される。１実施形態では、各部分はウエハ上で露光されるフィールドのストライプについてのパターンデータを含んでいる。パターンデータ202は処理および通信チャンネル204を介して送信され、これはこの例ではパターンデータの各部分についてパターンデータを送信する別々のチャンネル204a、204b、204c等を有する。１実施形態では、チャンネルは電子−光変換器（例えばレーザダイオード）、ビームレット制御信号を送信するための光ファイバ、光−電気変換器（例えばフォトダイオード）を具備している。通信チャンネル204はパターンデータをリソグラフマシンのビームレットブランカアレイ206へ送信する。１実施形態では、ビームレットブランカアレイはそれぞれ単一のチャンネルにより送信されるパターンデータにしたがってビームレットのグループを変調するためのブランカ素子206a、206b、206c等のグループを含んでいる。ビームレットブランカアレイ206はターゲット上のフィールド208を露光するためにパターンデータにしたがってビームレットを変調する。１実施形態ではブランカ素子206a、206b、206c等の各グループにより変調されたビームレットはターゲット上のフィールドの対応するストライプ208a、208b、208c等を露光する。
【００４５】
チャンネルは多数の個々のビームレット（例えばパターン化された電子ビームを作る４９個のビームレット）を有する単一のパターン化されたビームについて制御信号を送信するように割当てられることができる。１つのパターン化されたビームはウエハ上の単一のストライプに書込むために使用されることができる。この構成では、チャンネルは、多数のビームレット（例えば４９個のビームレット）を具備し、パターンデータにしたがって１つのストライプを書き込むためのビームレット制御信号を伝送する１つのパターン化されたビームの制御を専用とするデータパスコンポーネントを表している。サブチャンネルはパターン化されたビーム内の単一のビームレットの制御に専用とするデータパスコンポーネントを表している。
【００４６】
［データパス処理］  
データパス101はリソグラフマシンのビームレットを制御するためベクトルパターンデータを出力パターンデータへ変換する。出力パターンデータはここでは画素値の空間的にマップされたアレイとして規定されているビットマップフォーマットであり、通常はウエハの露光期間中にリソグラフマシンへ流れる。データパスおよびリソグラフシステムは同時係属出願の米国特許出願第61/179,761号、第61/179,762号、第61/179,765号、第61/179,766号号明細書に記載されており、これらは全て本願の所有者に譲渡されており、ここでそれらの全体において全て参考文献とされている。
【００４７】
半導体装置の設計者は典型的にＧＤＳ−ＩＩまたはオアシスのような多層ベクトルデータフォーマットを使用して装置のレイアウト設計を生成する。このパターンデータはシリコンウエハまたはその他の基体から製造される装置の特性（トランジスタ、線、パッド、貫通穴等）の形状及びサイズを記述している。ウエハはウエハの表面上のパターンデータにより規定される特徴を再生するため光または荷電粒子ビームにより露光される。
【００４８】
現在の工業規格は３００ｍｍのウエハである。図５Ａはフィールド302に分割されたウエハ301を示している。方形のフィールドは通常ウエハの表面上に規定され、典型的には最大寸法が２６ｍｍ×３３ｍｍである。各フィールドは多数の半導体層地を生成するように処理されることができる（即ち単一のフィールドを露光するためのパターンデータは多数の集積回路装置を作るためのレイアウト設計を含むことができる）が、個々の装置のレイアウトはフィールドボーダーを横切らない。最大寸法２６ｍｍ×３３ｍｍでは、６３個のフィールドが単一の標準的ウエハで利用可能である。より小さいフィールドが可能であり、ウエハ当りより多数のフィールドを生じる。パターンデータは通常単一のフィールドの特徴を記述しており、同じパターンデータは通常ウエハ全体に使用され、それによってウエハの各フィールドは同じパターンで露光される。例えばフルフィールドを部分フィールドへ書込んでウエハ境界を横切ることにより部分的な（不完全な）フィールドを書込むことも可能である。
【００４９】
リソグラフマシンの好ましい実施形態では。マシンは１３，０００個のサブビームを発生し、各サブビームは４９個のビームレットに分割され、６３７，０００個（即ち１３，０００×４９）のビームレットを生じる。ビームレットブランカアレイは１３，０００個のフォトダイオードと６３７，０００個の穴を２６×２６ｍｍの面積に含んでいる。ビームレットブランカアレイ中の各フォトダイオードは４９（７×７）個のブランカ穴／ビームレットの制御のために多重化された制御信号を受信する。２６ｍｍの距離にわたる１３，０００個のサブビームは（機械的走査に対して垂直の）ｙ方向において、およびｘ方向のフィールドの長さで幅２μｍのストライプを生じる。各サブビームの４９個のビームレットは単一のストライプを書込む。
【００５０】
図５Ｂはｘ方向のフィールドの長さにわたる幾つかのストライプ304へ分割されるフィールド302の概略図である。各ストライプにおけるビームレットの書込み方向は線306で示されており、ｙ方向でのビームレット走査偏向を示し、ウエハ段はｘ方向に移動し、長方形形状の走査パスを生成している。ビームレットは典型的に一方方向だけで走査しながら書込みを行い、帰還掃引期間（ビームレットを開始位置へ戻す）中にオフに切り換えられることに注意すべきである。
【００５１】
ウエハは好ましくはリソグラフマシンにより前後のｘ方向（即ち＋ｘおよび−ｘ方向）の両者で書き込まれる（露光される）。（ビームレット走査偏向器による）ｙ方向の書込み方向は通常一方の方向である。
【００５２】
フィールドのサイズ（高さ）が電子／光（ＥＯ）スリットのサイズ（即ちウエハに投射されるときのビームレットの完全なアレイのサイズ）よりも小さい（例えば最大サイズ２６ｍｍよりも小さい）とき、より多くのフィールドがウエハに配置されることができるが、全てのビームレットがウエハウエに書き込むことに使用されるわけではない。ＥＯスリットはより多くの時間ウエハを走査する必要があり、全体的な処理能力は減少する。
【００５３】
マシンがパターンをフィールドに書き込んでいるとき、ある瞬間にビームレットブランカアレイは次のフィールドに入り、パターンの書込みを開始し、したがってマシンは同時に２つのフィールドに書込むことができる。フィールドが十分に小さいならば、マシンは同時に３つのフィールドに書込むことができる。
【００５４】
リソグラフマシンでウエハを書込むプロセスは以下のステップのシーケンスで概略的に説明されることができる。ウエハ121はウエハ位置付けシステム101の段に設置され、コラム102は真空状態に維持され、ビームレットは較正される。ウエハは機械的に整列され、フィールド単位の整列（オフセット）が計算される。ウエハは段により＋ｘ方向（ｘ方向はここでは機械的な走査方向とも呼ぶ）で動かされ、コラムは第１のフィールドの書込みを開始し、ビームレットはｘ方向に垂直なｙ方向で走査される。ビームレットブランカアレイの穴の先頭行がフィールド境界を通過するとき。オフセット補正が次のフィールドで設置される。したがって第１のフィールドが依然として書き込まれながら、リソグラフシステムは次のフィールドの書込みを開始する。行中の最後のフィールドを書き込んだ後、段はビームレットブランカアレイ下のウエハウエのフィールドの次の行を位置させるために移動する。段が−ｘ方向（＋ｘ方向の反対）で動いている間に新しい稼動が開始する。走査偏向の方向は好ましくは変化しない。
【００５５】
ウエハ上で露光されるパターンを記述するデータファイルは通常、ベクトルフォーマット、典型的にはＧＤＳ−ＩＩまたはオアシスフォーマットのような工業標準フォーマットで発生される。
【００５６】
［オフラインの前処理］  
前処理ステップは標準化されたベクトルデータフォーマットをベクトルデータおよび線量マップへ変換する。前処理は平坦化、近接効果補正および／またはレジスト加熱補正、その他の操作及び補正を含むことができる。
【００５７】
平坦化ステップは、典型的には装置設計の多数の層を記述している設計データを含み、階層データ構造を含んでいる標準的なパターンデータファイルをベクトルフォーマットの単一層の２次元パターンデータへ変換する。ベクトルデータはウエハに露光されるパターンの２次元形状を記述している。線量マップはウエハ上の異なる領域の露光線量値を含み、通常は前処理期間中に計算される。線量マップはグリッドのセル当り１つの線量率を含んでいるグリッドとして構成されることができ、セルサイズは典型的にウエハのパターン化のための所望の臨界空間（ＣＤ）に等しいかそれよりも小さい。線量マップは好ましくは背景線量値のみを有するが、前景線量値または背景と前景値の両者を有することができる。線量マップはその形状の線量を記述している各２次元形状のタグとしてパターンデータで構成されることもできる。
【００５８】
近接効果補正はウエハの処理後のパターンの忠実性を改良するために前処理期間中に行われることができる。近接効果補正は露光ビームの電子／粒子の散乱を考慮するため線量値および／または幾何学形状を変更することによりアドレスされることができる。幾何学形状の変化は特徴の１以上のエッジをシフトすることにより、例えば典型的には特徴の形状のコーナー周辺またはパターンデータにより記述されている線の長さに沿ったある場所にＣＤの３分の１の長さで小さいセリフを付加することによって行われることができる。レジスト加熱補正は使用されるレジストの特性の結果として生じる効果を補償するために行われることができる。
【００５９】
各フィールドのデータはシステムの１つのチャンネルにより書き込まれるように典型的には幅２ミクロンのストライプに分割されることもできる。これはフィールド線量マップをチャンネル当りの線量マップへ分割し、１つのチャンネルにより書き込まれるストライプ面積へ多角形を減少することにより行われることができる。ストライプ面積は好ましくはスティッチング方法とディザーリングスタートアップアーチファクトを考慮するために、ストライプのボーダーを越えて延在する。「スマート境界」のスティッチング方式が使用されるならば、臨界的な特性が単一のチャンネル／ストライプに割当てられる場合、ストライプ境界上の多角形の臨界的特性は線量マップを分割するとき特定のストライプ／チャンネルに割当てられる。
【００６０】
前処理が複雑であるために、このステップは好ましくはオフラインで行われ、通常はソフトウェアにより実行され、通常は各設計に対して一度行われる（即ち前処理ステップは設計自体が変更されないならば設計で再度実行されることはない）。
【００６１】
［処理］  
図６はベクトルフォーマットの入力パターンデータを、マスクレスリソグラフマシンのビームレットの変調に適している、画素値の空間的にマップされたアレイの形態の出力パターンデータへ変換するプロセスを示す簡単なフローチャートである。前処理された入力パターンデータ310はレンダリングされた入力パターンデータ314を生成するためにステップ312でレンダリングされ、これはその後中間パターンデータ318を生成するために第１の量子化ステップ316で量子化される。量子化は最も近い中間パターンレベルへ四捨五入し、量子化エラーを廃棄するかエラー分散ディザーリングを使用して近隣の画素にわたってエラーを再分配することにより行われることができる。次のステップで、中間パターンデータ318は再度サンプルされたパターンデータ322を発生するためにステップ320で再度サンプルされ、これは出力パターンデータ326を発生するために第２の量子化ステップ324で（ここでは再度の量子化と呼ぶ）再度量子化をされ、随意選択的に（ここでは再度のディザーリングと呼ぶ）ディザーリングをされ、これはターゲットを露光するようにビームレットを制御するためリソグラフマシンへ送信される。
【００６２】
図７は図６の動作を行うためのアーキテクチャの１例を示している。前処理システム104は入力パターンデータ310をリソグラフツール109へアップロードし、ここでこれは第１の記憶媒体220、例えばハードディスクドライブに記憶される。入力パターンデータは記憶装置220から読取られ、プロセッサ221によりレンダリングされ量子化され（および随意選択的にディザーリングされ）、中間パターンデータ318を生成し、これは第２の記憶媒体222、例えばハードディスクに記憶される。プロセスのこれらのステップは通常、ウエハの露光の開始前に行われ、記憶装置220と記憶装置222は典型的に完全なフィールドについてのパターンデータを記憶している。中間パターンデータは（ここではビットマップと呼ぶ）画素値の空間的にマップされたアレイの形態であり、これは中間パターンデータを記憶するために必要な記憶容量、例えば記憶装置222が前もって決定されることができるように決定論サイズを有する。
【００６３】
中間パターンデータ318はその後記憶装置222から読取られ、座標変換と再量子化（および随意選択的に再ディザーリング）がプロセッサ223により実行され、出力パターンデータ326を発生し、これは通常はある形態のデジタルメモリ、例えばＲＡＭである記憶媒体224に記憶される。これらのステップは通常は実時間で、少なくとも部分的にウエハの露光期間中に実行され、記憶装置224は典型的にフィールドの一部のみについてのパターンデータを記憶する。出力パターンデータは記憶装置224から読取られ、データ転送システム225によりコラム102へ送信される。
【００６４】
［オフラインで実時間の処理］  
中間パターンデータのデータサイズは好ましくは設計で一定に維持され、それによって画素当りのビット数が増加するならば、画素のサイズも対応して増加し、その逆も可能である。例えば二レベルＢ／Ｗ中間パターンデータについて２．５ｎｍの画素サイズが十分な正確度を与えるならば、画素当り４ビットの多レベルの中間パターンデータ使用されると画素サイズは５ｎｍまで増加されよう。例えば２６×３３ｍｍのウエハフィールドでは、２．５ｎｍの二レベル（画素当り１ビット）パターンデータは（隣接ストライプ間でオーバーラップを含まない）記憶スペースの約１３７テラビットを必要とする。
【００６５】
ベクトルフォーマットパターンデータ（及び随意選択的に線量マップ）から中間パターンデータへ変換するためのレンダリング及び量子化は好ましくはパターンデータを使用して処理されたウエハのバッチ当り一度行われ、オフライン、インライン又はオンラインで行われることができる。オフラインの変換は典型的にリソグラフマシンから分離されたデータ処理システムによりソフトウェアで実行される。オフライン変換は通常、時間の制約がなく、したがって処理時間は通常、問題ではないという利点を有する。しかしながらベクトルパターンデータのビットマップフォーマットへの変換はデータのサイズをかなり増加するので、例えばハードディスクドライブまたは他の磁気または光学的な記憶媒体においてデータを記憶するのに必要とされる記憶容量の量を増加する。ビットマップフォーマットで記憶されるならば、多数のチップ設計は多量の記憶スペースを必要とする。ビットマップフォーマットへの変換後に行われたチップ設計に対する任意の変化はまた再変換を必要とする。
【００６６】
中間パターンデータへの変換もリソグラフマシンへの入力パターンデータのアップロード期間中に「インライン」で行われることができ、典型的にリソグラフマシンの一部として含まれるデータ処理システムによりソフトウェアで実行される。インライン変換はデータが使用される直ぐ前までその変換が遅延され、必要とされるオフライン記憶容量を減少するという利点を有する。インライン変換はパターン変換当り約１時間必要である。リソグラフマシンが必要とされるデータ処理容量を有する場合、この方法は有効であることができる。
【００６７】
中間パターンデータへの変換も、露光が開始する直ぐ前またはそれが開始した後に実時間で行われることができる。これはハードディスクからパターンストリーマシステムへのアップロード期間中に行われることができ、パターンストリーマシステムはビットマップデータをリソグラフマシンのブランカアレイへストリームする。これは高速度のアップロードを必要とし、典型的にアップロードのためにパターン当り約６分かかる可能性がある。処理時間は即時使用のためのパターンデータを準備するためのこの選択肢では臨界的である。
【００６８】
［レンダリング］  
図６を再度参照すると、入力パターンデータ310はレンダリングされた入力パターンデータ314を発生するためにステップ312でレンダリングされる。レンダリングプロセスはベクトルフォーマットで記述されている形状情報をグリッドの正方形、アレイの面積または各画素のデータのような画像の面積当りの画像データを有するフォーマットへ変換する。
【００６９】
図８Ａは入力パターンデータの一部400の表示を示しており、ターゲット上で露光される特徴を表す黒の背景上の白い形状402を示している。図８Ｂは入力パターンデータをレンダリングするための１方法を示すために入力グリッド403でオーバーレイされた図８Ａの画像領域を示している。グリッドの各セルはターゲット上で露光されるパターンの１エレメントに関連する値を規定するので、以下画素と呼ぶ。パターンデータの画素は必ずしもターゲット上のビームレットにより露光される画素に直接的に関連する必要はないことに注意する。各画素では、特徴により占有される画素の部分、例えば黒ではなく白の図８Ｂの僅かなグリッド正方形を表す値が決定される。図８Ｃは中間パターンデータ314を形成するグレー値とも呼ばれる値の結果的なアレイを示している。正方形の入力グリッドが図８Ｂと８Ｃに示されているが、グリッドは長方形グリッド、正方形または、相互からオフセットされている行を有する長方形グリッド、三角形グリッド等のような多くの他の形態を取ってもよい。
【００７０】
１実施形態では、前景線量とも呼ばれる最大の線量と、背景線量とも呼ばれる最小の線量が使用される。最小の線量はゼロであってもよく、ゼロではない値でもよい。特徴402内に完全に含まれる各画素（例えば図８Ｂのグリッド正方形404）は前景線量の最大を表す値を割当てられ、完全に特徴外の画素（例えばグリッド正方形405）は背景線量の最小を表す値が割当てられる。部分的に特徴によりカバーされる画素（例えばグリッド正方形406）は最小と最大の線量値間の適切にスケールされた特徴によりカバーされる画素の部分（図８Ｃのグリッド正方形407）に比例するグレー値を割当てられる。グレー値はここでは原理的に量子化エラーのない無限の解像度を有するが、実際には幾らかの量子化が常にデジタルコンピュータシステムで行われる。画素の行は好ましくは一方方向（例えば上から下）で漸進的に処理され、各行は同じ方向（例えば左から右）で処理され、処理は双方向、例えば蛇行パターンで行われてもよい。
【００７１】
入力パターンデータは好ましくは線量マップの形態で線量情報を伴うことが好ましい。現在、線量情報は好ましくは中間パターンデータを発生したときに考慮される。例えば、図８Ｂの各画素に対して決定されたグレー値は最小と最大の線量値間でスケールされ、画素によりカバーされる面積について関連する線量値により乗算された特徴により占有される僅かな画素を有している。
【００７２】
［第１の量子化］  
図６のフローチャートを再度参照すると、レンダリングステップにより決定された中間パターンデータ314はその後あるビット数により規定される予め定められた解像度を有する各値の記憶を可能にするために量子化される。量子化は通常、最も近いｎビットの中間パターンレベルへの四捨五入により行われる。例えば各値が４つのビットにより表されるならば、量子化された値は例えば１６のグレースケール値を表す１６個の異なる値のうちの１つを取る。量子化エラーがこのステップで発生され、これは廃棄されるか、エラー拡散ディザーリングを使用して近隣の画素にわたって随意選択的に再度分配される。第１のディザーリングを含む第１の量子化ステップ316は図８Ｄに示されているようにｎビットの中間パターンデータ318を発生するために量子化とエラー拡散を行うのに使用される。量子化後、１つの画素値の量子化エラーは量子化エラーの損失を防止し中間パターンデータの正確性を改良するために第１のディザーリングプロセスによって近隣の画素へ伝播される。
【００７３】
図８Ｅは２次元の量子化エラー伝播プロセスの１例を示している。この例では、中間パターンデータの各グレー値は１６個の可能なグレーレベルのうちの１つを規定する４ビット値に量子化される。各画素が処理されるとき、量子化エラーは近隣の画素へ拡散される。この例では、エラーは２次元で、即ちディザーリングの方向で近隣の画素セルへ、およびディザーリングされていない次の行へ拡散される。示されている例では、ディザーリングプロセスは左から右へ、および上から下へ進行していることに注意する。上部行と中間行の第１の画素は既に処理されている。中心画素が処理されており、量子化エラーは左側の次の画素（ディザーリングの方向）と下方の次の行（これもディザーリングの方向）へ分配されている。ディザーリング技術は典型的に印刷時にグレースケールまたは色のバリエーションを実現するために使用される。幾つかのよく知られたアルゴリズムはエラー拡散（２×２マトリックス）とフロイドシュタインベルク（２×３マトリックス）であり、ディザーリング技術は米国特許出願第61/179,760号明細書に記載されている。ディザーリングは典型的に一方の方向で行われ、例えば一方の方向（例えば上から下）で漸進的に画素の行をディザーリングし、同一方向（左から右）で各行をディザーリングするが、双方向、例えば蛇行パターンで行われることもできる。ディザーリングアルゴリズムは典型的に「ウォームアップ」のための幾つかのデータを必要とし、ストライプ幅はより良好な結果のために小さいマージンで拡張されることができる。
【００７４】
リソグラフの目的で、ディザーリングプロセスに対していくつかの改良が行われることができる。エラー伝播は好ましくはパターンデータの特徴のエッジを横切って伝播されるのではなく代わりに別の方向で伝播されることが好ましいが、線量が所望されないかまたは背景線量のみが所望される場合には、通常は画素へ量子化エラーを伝播することは有用ではないので廃棄されることもできる。このことはＣＤおよびピッチの合理的な値を考慮しても分かる。グレー値からゼロ値への転移の場合、このことはより多くのゼロ画素が後続することを保証する。
【００７５】
ディザーリングプロセスに対する別の改良は、処理されている画素からある量を超えて異なる値を有する１以上の画素方向への拡散を許可しないことによりエラー拡散を制限することである。特徴のエッジ上、特徴の内部および特徴の外部の画素が相互に非常に異なる値を有することができるので、この方法はエラーが特徴のエッジ、内部または外部のいずれかに存在することを確実にする。
【００７６】
より複雑な規則も可能である。これらは好ましくは前処理期間中に計算され、その結果はその後、その画素のシフト規則の結果を記述している各画素についてのラベルとして記憶されることができる。エラー拡散はその後処理されている画素とは異なるラベルを有する１以上の画素方向への拡散を許可しないことにより制限される。
【００７７】
ディザーリングプロセスは量子化エラーを近隣の画素へ伝播するので、これはさらに走査線当りのサブ画素シフトを処理する。正確な方法で量子化エラーを伝播するため、別の走査線へのエラー伝播は、走査線が整列されていない場合、例えば近接行の画素が相互にオフセットされている場合、些細ではない。量子化エラーは近接セル間のオーバーラップ量に基づいて伝播されることができ、それによってより大きなオーバーラップを有する画素は伝播された量子化エラーのより大きな割合を受信する。代りの及びより簡単な方法はエラーを最大のオーバーラップを有する近傍のみに伝播することである。
【００７８】
レンダリング312と第１の量子化（及び随意選択的に第１のディザーリング）316は別のステップとして説明されるが、両プロセスは次の画素が処理される前に各画素で通常適用されることに注意すべきである。
【００７９】
［再度のサンプリング］  
図６に戻り参照すると、次のステップでは、中間パターンデータ318は再度のサンプリング動作320を受けて再度サンプルされたパターンデータ322を発生する。再度サンプルされたパターンデータ322はさらに座標変換を必要とせずにリソグラフマシンのビームレット解像度に一致されることが好ましい。例えば再度サンプルされたパターンデータの画素サイズは好ましくはターゲット表面上のビームレットの所望の画素サイズに一致する。
【００８０】
図８Ｆは再度のサンプリングの１例を示している。図８Ｄの量子化された中間パターンデータが出力グリッド410とオーバーレイされて示されている。出力グリッド410は好ましくは入力グリッド403よりも小さい画素を規定し、出力グリッド410はターゲット表面上のビームレットの所望の画素サイズに一致することが好ましい。例えば３．５ｎｍの所望の画素サイズに対しては、出力パターンデータの各画素はターゲット上の３．５ｎｍ画素を露光するためのビームレットについての線量値を表している。再度サンプルされたパターンデータと出力パターンデータの画素はリソグラフマシンへのストリーミングのための画素サイズに等しいことが好ましい。
【００８１】
出力グリッド410の各セル／画素では、再度サンプルされた／出力画素内に入る中間パターンデータの線量値とこれらの線量値により占有される出力画素の部分とを表す値が決定される。例えば図８Ｆでは、画素411はライトグレーの小さい領域を有するがほとんど黒であり、画素412は全体的にライトグレーであり、画素413はライトグレーの小さい領域を有するがほとんど白である。再度サンプルされた画素についての加重された「平均」グレー値は中間グレー値（例えば黒、ライトグレー、白）とこれらが占有する僅かな画素に基づいて決定される。図８Ｇは再度サンプルされたパターンデータ322を形成するグレー値の結果的なアレイを示している。正方形の出力グリッドが図８Ｆと８Ｇに示されているが、グリッドは長方形グリッド、正方形またはオフセット行を有する長方形グリッド、三角形グリッド等のような多くの他の形態を取ることもできる。
【００８２】
レンダリングステップに類似して、再度サンプルされたパターンデータのグレー値は原理的に十分に低い量子化エラーを有するが、実際には幾らかの量子化は常にデジタルコンピュータシステムで行われる。画素の行は好ましくは一方方向で（例えば上から下）漸進的に処理され、各行は同一方向で（例えば左から右）で処理され、処理は双方向で、例えば蛇行パターンで行われることもできる。
【００８３】
補正は再度のサンプリングステップの一部としてまたはそれを伴って適用されることができる。再度のサンプリングは好ましくは実時間で行われ、それによってこれらのエラー補正も実時間補正である。補正は例えばビームからビームへの線量補正を含むことができ、ストライプ内でシフトし、ストライプ内でスケールする。
【００８４】
「シフト」  
ストライプ内のシフトが出力グリッドの原点を入力パターンデータの原点に関して移動することによってｘ方向（機械的な走査方向）、ｙ方向（機械的な走査方向に対して垂直）または両方向で適用されることができる。各再度サンプルされた／出力画素のグレーレベルの値はその後前述したように決定される。
【００８５】
パターンがウエハ上に書き込まれるとき、パターンを書込むビームレットが全て完全に整列される可能性はない。この誤整列を補正しビームレットが整列されたストライプを書込むことを可能にするため、パターンデータは整列エラーを補償するように調節される。この調節はソフトウェアまたはハードウェアを使用して行われることができ、パターンデータの処理中に異なる段で行われることができる。例えば補正は入力、中間又は出力パターンデータに対して行われることができる。
【００８６】
ビームレットのオフセットはｘ方向（段の移動方向）またはｙ方向（ビームレットの操作偏向方向）或いはその両者で行われることができる。オフセットはフル画素シフトおよび／またはサブ画素シフトで行われることができる。フル画素シフトはラスタライズ後に複数の画素をシフトすることによって行われることができる。サブ画素シフトはラスタライズプロセスの一部として行われることができる。
【００８７】
グローバルパターンシフト（即ちチャンネル中の全てのビームレットのシフト）は（ｘおよびｙ方向における）ストライプ位置補正と（ｘおよびｙ方向における）フィールド位置補正とに使用されることができる。ストライプ位置補正のｘおよびｙパターンシフトの１例は図９に示されている。図面の左側で、ストライプは意図される位置で所望のパターンがオーバーレイされて示されている。図面の右側では、ストライプは補正が行われない場合に書き込まれるようにパターンがオーバーレイされて示されている。認められるように、グローバルパターンシフトはチャンネルの全てのビームレットを上及び左にシフトされた位置に書き込ませることを必要とされる。
【００８８】
ビームオフセットは典型的に較正後に頻繁に（ウエハまたはフィールド毎に一度）行われる。ビームレットは同じチャンネルで他のビームレットに関して完全に整列され、それによってチャンネル中の全てのビームレットは同じパターンオフセットを得ることが仮定されることができる。
【００８９】
パターンシフトの典型的な要求はグローバルシフトについてのチャンネル当りの個々のｘとｙシフト設定と、フィールド当り一度のパラメータ更新である。典型的な最大シフト範囲は＋２００ｎｍから−２００ｎｍであることができ、シフトの正確性は０．１ｎｍである。パターン化されたビームにおける全てのビームレットは同じオフセット値を使用することが予測されるので、この補正はグローバルシフトについてチャンネル当りである。グローバルパターンシフトについては、チャンネルパターンは全体としてビームインターリーブ方法と独立してシフトされる。
【００９０】
［スケーリング］  
スケーリングはビームレットの走査偏向における変化を補正するために使用されることができる。ビームレットはｙ方向における各走査期間中に偏向され、ストライプの１面から他の面へパターンを書込む。偏向距離は好ましくは両ストライプ幅をカバーし、オーバースキャン距離の２倍である。リソグラフマシンにより発生されたビームの偏向が全てのビームにわたって完全に均一ではない場合、ビームレットの１グループは他よりも強く偏向され、それ故、偏向距離はビームレットのグループ間で異なる。走査偏向の強度における差は、アレイを横切って生じる電圧降下のために走査偏向アレイの表面上にわたって生じる。これらの電圧降下はアレイの遠端で弱い偏向フィールドを生じ、偏向距離は弱い偏向フィールドが作用するビームレットではより短い。
【００９１】
スケーリングは出力グリッド410をスケールし、その後前述したように再度サンプリングを行うことによって、スケールファクタにより中間パターンデータを拡大又は縮小することにより適用されることができる。このスケーリング補正は通常ｙ方向で（機械的な走査方向に対して垂直）ストライプ内で適用される。ストライプの中心は通常、スケーリング前及び後で同じである。パターンスケーリングの１例が図１０に示されている。図面の左側では、所望のパターンが水平の破線間にパターン特性の意図されたスケーリングとオーバーレイされて、２ミクロン幅のストライプが示されている。図面の右側では、スケーリング補正が行われない場合に書き込まれるパターンがオーバーレイされて、ストライプが示されている。認められるように、パターンスケーリング補正は正確なスケーリングで特性を書き込むためチャンネルの全てのビームレットの偏向を減少することを必要とされる。
【００９２】
スケーリングはリソグラフマシンのビームレットブランカへ送信されるデータ信号のビットレートを調節し、異なる数の画素にわたって露光パターンを拡散することにより実現されることができる。同期化を考慮すると、ビットレートの変更は好ましくない。これを避けるため、スケーリングは異なる数のビット／画素にわたってパターンを拡散する事により行われることができる。ビームレットの単一のグループに属するビームレットはそれらが走査偏向アレイの同じ偏向器素子により偏向されるので、同じ偏向強度を有することが仮定される。パターンスケーリングファクタはしたがって同じグループ中の全てのビームレットで同じである。
【００９３】
パターンスケーリングはチャンネル当りの補正を必要とし、補正パラメータの更新は好ましくは冗長走査の再シャッフル当り一度である。最大の範囲は典型的に１乃至１．１であり（例えば２μｍは２．２μｍになる）、０．１ｎｍ／１μｍ＝１／１０，０００の正確性を有する。ビームレットが同じ偏向器アレイを共有し、この偏向器でほぼ同じ位置にあるので、偏向強度はチャンネルの全てのビームレットで同じであることが仮定される。
【００９４】
［回転及び歪み］  
補正はターゲット上で形成される先のパターン層に関してパターンの回転又は歪みを補正するために行われることもできる。これは出力グリッド410を回転又は歪ませることにより行われることができる。歪み及び回転はオーバーレイ性能または異なるリソグラフツールにより露光または発生された別の層との一致を改良するために使用されることができる。歪みは例えば、フィールドサイズの調節、フィールド位置調節、フィールドの回転、非対称的なフィールドサイズの調節、非対称的な回転を含むことができる。より高次の補正も可能である。このプロセスの使用によって、ウエハのフィールドの任意の歪みは出力グリッド410を適切に歪みすることにより補償されることができる。
【００９５】
［線量補正］  
最大（前景）線量と最小（背景）線量は前述したようにレンダリングステップで使用されることができる。ビームレット毎の線量補正はストライプ当りのしきい値（または等価量）を個々に調節することにより第２のディザーリングステップで適用されることができる。リソグラフマシンにおける製造公差の変化のために、効率的な線量はビームレット毎に変化する。ビームレット走査偏向強度の変化も線量強度の変化を生じる可能性がある。これらの変化は例えば計算された出力パターンデータ値を線量補正係数により乗算することによって、線量補正係数の適用により補正されることができる。線量補正は画素の白値および／またはしきい値を調節することにより第２のディザーリングプロセスでも適用されることができる。例えばビームレットが９０％の線量係数で較正されるとき、その強度は１００％／９０％＝１１１．１％である。したがって１００がデフォルトであるならば、ディザーリングに使用される白値は１１１．１であり、デフォルトが５０であるならばディザーリングしきい値は５５．６である。線量補正は好ましくはビームレット毎に行われ、線量補正係数は好ましくはウエハ毎に更新される。線量補正の典型的な要求／値は５０％−１００％の線量マップ、０．２％のステップサイズのパターン線量正確度、８０％−１００％のビーム線量補正係数、０．２％のステップサイズのビーム線量正確度である。結果的な線量レートは最も近い値に四捨五入されるべきである。
【００９６】
ディザーリングプロセスで使用される線量は中間パターンデータからの線量率、ビームレット当りの線量係数、チャンネルのスケーリングファクタに基づいて計算されることができる。線量係数は好ましくはビームレット毎に設定される。ディザーリングモジュールはビームレットバインディング（「サブビームインデックス」）に対する走査線も知るべきである。ディザーリングプロセスは線量レベルまたは好ましくはストライプの全ての画素のオン／オフ状態を生じる。さらに処理する前に、随意選択的なマージン画素が除去される。ストライプのボーダーの内外には既に平滑なフェイドが存在するので、マージン画素はソフトエッジの場合には必要とされない。二レベル出力パターンデータを発生するためのディザーリングプロセスでは、ビームレット線量補正のために白値はデフォルトから逸脱するので、しきい値は好ましくは常に「白値」の半分である。
【００９７】
［第２の量子化］  
図６に戻り参照すると、出力パターンデータ322は出力パターンデータ326を発生するために第２の量子化ステップ324で量子化される。出力データは好ましくは画素当り１ビット値に量子化される画素線量値を有する黒／白ビットマップである。エラー量子化の拡散は随意選択的に再度のディザーリングとも呼ばれる第２のディザーリングステップで行われることができる（第１のディザーリングステップが必ずしも行われるわけではないが、これはここでは再度のディザーリングと呼ばれ、それによって変換プロセスは唯一のディザーリングステップとして再度のディザーリングを含むことができる）。図８Ｈは二レベルの出力パターンデータへ変換される図８Ｇの出力パターンデータを示している。
【００９８】
図８Ｉは、第１のディザーリングについての図８Ｅと類似して、第２のディザーリングステップの２次元量子化エラー伝播プロセスの１例を示している。この例では、出力パターンデータの各グレー値は１６個の可能なグレーレベルのうちの１つを規定する４つのビット値に量子化される。各画素が処理されるとき、量子化エラーは２次元で近隣の画素に拡散される。図８Ｉでは、ディザーリングプロセスは図８Ｅに示されているディザーリングｌ方向とは反対に右から左、下から上へ進行する。下部行と中間行の第３の画素は既に処理されている。中心画素が処理されており、量子化エラーは右方向（ディザーリング方向）の次の画素と、上方向の次の行（ディザーリング方向）へ分配されている。
【００９９】
第１のディザーリングに同様に、第２のディザーリングは典型的に一方方向で行われ、一方方向（例えば上から下）で漸進的にグリッドの正方形の行をディザーリングし、同じ方向（例えば左から右）で各行をディザーリングするが、双方向、例えば蛇行パターンで行われることもできる。再度のサンプリング320と第２の量子化（および随意選択的に第２のディザーリング）324は別のステップとして説明されているが、両プロセスは通常次の画素が処理される前に各出力画素に適用されることに注意する。
【０１００】
第２のディザーリングが行われる方向は第１のディザーリングの方向と同じ（例えば左から右および上から下）、或いは完全に反対方向（例えば左から右及び上から下への第１のディザーリング方向と右から左及び下から上の第２のディザーリング方向）または部分的に反対方向（例えば左から右及び上から下の第１のディザーリング方向と右から左および上から下の第２のディザーリング方向）であるように選択されることができる。
【０１０１】
第１及び第２のディザーリングプロセスは好ましくは反対方向で行われる。図１１Ａはパターンデータの８×８アレイの１例を示しており、値は左上のコーナーの１，１から右下のコーナーの８，８まで配置されている。図１１Ｂは左から右及び上から下への中間パターンデータの第１のディザーリングのパスの１例を示している。第１のディザーリングは左上のコーナーから開始し、左から右へ上部行をディザーリングし、その後、左から右へ下部行の方向に第２の行をディザーリングする。図１１Ｃは出力パターンデータの第２のディザーリングのパスを示している。第２のディザーリングは好ましくは第１のディザーリングに対して反対の方向で行われる。したがって、この例では、第２のディザーリングは右から左へ及び下から上へ行われる。第２のディザーリングは右下のコーナーから開始し、右から左へ下部行をディザーリングし、その後次の行を右から左へ上方向に上部行までディザーリングする。
【０１０２】
反対方向でディザーリングを行うことはそのターゲット上で再生されるパターンの正確性における小さな改良につながることが実験的に分かっている。この改良は望ましいことであるが、幾つかの問題がある。前述したように工業標準の３００ｍｍのウエハは通常図５Ａに示されるように固定したサイズの方形フィールドに分割されパターンデータは単一のフィールドの特性を記述する。同じパターンデータは通常ウエハ全体を露光するのに使用され、それによってウエハの各フィールドは同じパターンで露光される。フィールドは通常ｘ方向で、即ちウエハ段の動作の機械的走査方向でフィールドの長さを延在するストライプに分割される。ビームレットは機械的な走査方向に対して垂直のｙ方向で偏向され、それによってストライプは図５Ｂに示されているようにｙ方向におけるビームレット偏向とｘ方向におけるウエハ動作によりそれらの表面にわたって露光される。
【０１０３】
ビームレットが走査されるときそれらを変調するために使用される出力パターンデータは通常ウエハの露光期間中に実時間で発生される。出力パターンデータは通常それが発生されてリソグラフマシンのビームレットブランカアレイへストリームされるときメモリに記憶される。データはウエハがビームレット下でｘ方向で移動されるときにウエハフィールドを露光するのに必要とされるシーケンスでビームレットブランカアレイにストリームされる。しかしながら、ウエハを露光するための通常の方法は１レーンでのフィールドの露光期間中に一方方向でウエハ段を移動し、次のレーンでのフィールドの露光期間に１つの反対方向でウエハ段を戻すことを含んでおり、それによってウエハ段の動作は最小にされる。これは図１２Ａに示されており、ウエハ301のレーンの走査を示している。ウエハ段が右から左へｘ方向で移動するとき、レーンＡのフィールドはこれらがリソグラフマシンのビームレット下に来たときに（パス500に沿って）左から右へ走査される。レーンＡの全てのフィールドが露光されるとき、ウエハ段はレーンＢをビームレット下に位置付けるためにｙ方向で上方へ移動する。ウエハ段は反対方向、左から右へ移動し、それによってレーンＢのフィールドはこれらがビームレットの下に来たとき（パス501に沿って）右から左へ走査される。
【０１０４】
これはビームレットが交番するレーンのフィールドを走査する方向が各レーンで逆にされることを意味し、例えばレーンＡのフィールドが左から右へ走査されるならば、レーンＢのフィールドは右から左へ走査される。各レーンの各フィールドで露光されるパターンが同じ配向を有するならば、出力パターンデータは各交番するレーンで逆の順序でビームレットブランカに与えられる。これは第２のディザーリングの方向が第１のディザーリングの方向に対して反対であるならば問題である。種々の選択肢がこの問題に対処するために有効である。
【０１０５】
（１）中間パターンデータの２つのセットは入力パターンデータの単一のセットから発生されることができ、中間パターンデータの２つのセットは反対方向で行われる第１のディザーリングプロセスを使用して発生される。中間パターンデータの２つのセットはその後、ウエハのレーン毎に交番される。レーンＡのフィールドの露光期間中、中間パターンデータの第１のセットは出力パターンデータを発生するために使用され、レーンＢのフィールドの露光期間中、中間パターンデータの第２のセットは出力パターンデータを発生するのに使用される。これによって再度のディザーリングがウエハの交番するレーンについて反対方向で行われ、したがってデータはウエハ段が各方向で移動されるときレーンを露光するために正しいシーケンスでビームレットブランカアレイに与えられる。この方策は中間パターンデータの２つのセットを記憶することを必要とする。例えば図７で示されているアーキテクチャでは、これは第２の記憶媒体222の容量を二倍にし、出力パターンデータを発生するためにデータの２つのセットのうちの一方から読取るためのプロセッサ223の手段を設ける。２６×３３ｍｍのウエハフィールドについての中間パターンデータは典型的に１００テラビットを超えるデータを有するので、この付加的な記憶容量はリソグラフシステムにかなりの費用を加える。
【０１０６】
（２）ウエハ段は各レーンの露光が同じ方向で生じるように移動されることができる。これは図１２Ｂに示されている。ウエハ段がｘ方向で右から左へ移動するとき、レーンＡのフィールドはこれらがリソグラフマシンのビームレットの下に来るとき（パス500に沿って）左から右へ走査される。レーンＡの全てのフィールドが露光されるとき、ウエハ段はビームレット下のレーンＢの最も左側のフィールドにウエハを再配置するためにｙ方向で上方に、およびｘ方向で左から右へ移動する。ウエハ段は同じ方向で右から左へ移動し、それによってレーンＢのフィールドはレーンＡと同じ方向で（パス502に沿って）左から右へ走査される。この方法は任意の付加的な記憶容量を必要としないが、ウエハ段が各レーンの走査間で追加的な動作を行うことを必要とする。これはウエハの露光に必要とされる総時間を増加し、リソグラフシステムの処理能力を減少する。しかしながらこれは各レーンの露光間の位置付け期間中にウエハ段を迅速に（通常の走査動作よりも非常に速く）動かすように設計することにより最小化されることができる。
【０１０７】
（３）ウエハ段は各レーンの露光間で回転されることができ、それによって各レーンは同じ方向で露光される。これはウエハ段が各レーンの露光後にｘ方向の帰還動作を行う必要を避ける。しかしながら、ウエハ段の回転と各レーンの露光のための再整列に関係する欠点である。
【０１０８】
（４）レーンは反対方向でのディザーリングと再度のディザーリングにより発生されるデータにより露光されている幾つかのレーンと、同一方向でのディザーリングと再度のディザーリングにより発生されるデータにより露光されている交番するレーンにより露光される。しかしながら、これは交番するレーンの臨界的なディメンションの均一性とオーバーレイの均一性について仕様を変化する必要を生じる。画素サイズは臨界的なディメンションの均一性とオーバーレイの均一性の仕様が同一方向でのディザーリングと再度のディザーリングでレーンについて許容可能であることを確実にするために減少される。しかしながら、この選択肢により、僅かに異なる性能仕様を有する異なるレーンのフィールドから半導体装置は製造される。
【０１０９】
（５）各交番するレーンは露光され、それによって交番するレーンの各フィールドで露光されるパターンは異なる配向を有し、例えばレーンＡではフィールドは直立し、レーン８ではフィールドは１８０度回転される。しかしながら、これはウエハの全ての層に対して同じ交番する配向を必要とし、この理由で好ましくない。
【０１１０】
本発明を前述の実施形態を参照して説明した。種々の構造および代替技術が記述されて
おり、これは当業者に知られるように、ここで説明した任意の実施形態と共に使用される
ことができることに注意すべきである。さらに、これらの実施形態は本発明の技術的範囲
を逸脱せずに当業者によく知られた種々の変形及び代替の形態を受けることができること
が認識されよう。したがって特別な実施形態について説明したが、これらは単なる例示で
あり、請求項に規定されている本発明の技術的範囲を限定するものではない。  
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ターゲットを露光するための複数の露光ビームレットを発生するマスクレスリソグラフマシンのパターンデータにしたがってターゲットを露光するための方法において、前記方法は、
ベクトルフォーマットの入力パターンデータを与え、
画素値の空間的にマップされたアレイの形態の中間パターンデータを生成するために前記入力パターンデータをレンダリングし、量子化し、
出力パターンデータを生成するために前記中間パターンデータを再度サンプリングし、再度量子化し、
前記出力パターンデータを前記リソグラフマシンへ供給し、
前記リソグラフマシンにより生成される前記ビームレットを前記出力パターンデータに基づいて変調するステップを含んでいる方法。
［２］前記出力パターンデータは二レベルのビットマップデータを含んでいる前記［１］記載の方法。
［３］前記出力データパターンはＢ／Ｗビットマップデータからなる前記［１］または［２］記載の方法。
［４］前記中間パターンデータは多レベルビットマップデータを含んでいる前記［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の方法。
［５］パターンのある部分を表す前記中間パターンデータは前記パターンの同じ部分を表す前記出力パターンデータよりも多量のデータを有している前記［１］乃至［４］のいずれか１つに記載の方法。
［６］さらに、前記入力パターンデータを発生するためにベクトルパターンデータを前処理するステップを含んでいる前記［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の方法。
［７］前記前処理は近接効果補正を含んでいる前記［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の方法。
［８］前記前処理はレジスト加熱補正を含んでいる前記［６］又は［７］記載の方法。
［９］前記ベクトルパターンデータのレンダリングは画素セルのアレイを規定し、前記入力パターンデータにより規定される特徴による前記画素セルの相対的なカバー範囲に基づいて前記画素セルに値を割当てるステップを含んでいる前記［１］乃至前記［８］のいずれか１つに記載の方法。
［１０］前記量子化は前記レンダリングされた入力パターンデータにおけるエラー拡散の適用によりディザーリングするステップを含んでいる前記［１］乃至［９］のいずれか１つに記載の方法。
［１１］前記エラー拡散は前記レンダリングされた入力パターンデータの画素の量子化エラーを前記中間パターンデータの１以上の近隣の画素へ拡散するステップを含んでいる前記［１］乃至前記［１０］のいずれか１つに記載の方法。
［１２］前記入力パターンデータはさらに線量マップデータを含み、前記中間パターンデータは前記ベクトルフォーマット入力パターンデータと線量マップデータとに基づいて形成される前記［１］乃至前記［１１］のいずれか１つに記載の方法。
［１３］前記再度のサンプリングは出力画素セルのアレイを規定する出力グリッドを規定し、前記出力画素セル内に入る中間パターンデータ値およびこれらの中間値により占有される前記出力画素セルの部分に基づいて各出力画素セルへ値を割当てるステップを含んでいる前記［１］乃至［１２］のいずれか１つに記載の方法。
［１４］前記出力画素セルの値は前記出力画素セル内に入る平均中間パターンデータ値を計算することにより決定される前記［１３］記載の方法。
［１５］前記再度のサンプリングは、前記中間パターンデータの画素サイズの変形を含んでいる前記［１］乃至［１４］のいずれか１つに記載の方法。
［１６］前記中間パターンデータの画素サイズは前記出力パターンで他の画素サイズよりも大きい前記［１］乃至［１５］のいずれか１つに記載の方法。
［１７］さらに、前記中間パターンデータで行われるパターンシフトを含んでおり、前記パターンシフトは前記出力グリッドにおけるシフトを含んでいる前記［１３］記載の方法。
［１８］さらに、ビームレット誤整列を補正するために前記中間パターンデータで行われるパターンシフトを含んでいる前記［１］乃至前記［１８］のいずれか１つに記載の方法。
［１９］さらに、前記中間パターンデータで行われるパターンシフトを含み、前記パターンシフトは前記リソグラフマシンの機械的な走査方向と前記機械的な走査方向に対して垂直な方向との両者におけるパターンシフトを含んでいる前記［１］乃至［１８］のいずれか１つに記載の方法。
［２０］さらに、前記中間パターンデータで行われるパターンシフトを含み、前記パターンシフトは前記パターンデータの全体的なストライプに対する前記パターンデータのシフトを含んでいる前記［１］乃至［１９］のいずれか１つに記載の方法。
［２１］さらに、前記中間パターンデータで行われるパターンスケーリング調節を含み、前記パターンスケーリングは前記出力グリッドのスケーリングを含んでいる前記［１３］記載の方法。
［２２］さらに、ビームレット走査偏向の変化を補正するために前記中間パターンデータで行われるパターンスケーリング調節を含んでいる前記［１］乃至［２１］のいずれか１つに記載の方法。
［２３］さらに、前記中間パターンデータで行われるパターンスケーリング調節を含んでおり、前記パターンスケーリングは前記パターンデータの全体的なストライプに対するパターンデータのスケーリングを含んでいる前記［１］乃至［２２］のいずれか１つに記載の方法。
［２４］さらに、前記中間パターンデータで行われる線量補正を含んでいる前記［１］乃至２３のいずれか１つに記載の方法。
［２５］前記線量補正は、ビームレット毎に行われる前記［１］乃至［２４］のいずれか１つに記載の方法。
［２６］前記線量補正は、ビームレット当りの線量係数と前記パターンデータのストライプのスケーリングファクタに基づいて決定される前記［２４］または［２５］記載の方法。
［２７］さらに、１以上の前記ビームレットの位置の変化を補償するために前記中間パターンデータで行われる補正を含んでいる前記［１］乃至前記［２６］のいずれか１つに記載の方法。
［２８］ウエハは前記ウエハの露光期間中に機械的な走査方向で移動され、前記補正は前記入力パターンデータの調節を含み、それは前記機械的な走査方向と前記機械的な走査方向に対して実質的に垂直な方向との両者の成分を有する前記中間パターンデータのシフトを生じる前記［２７］記載の方法。
［２９］さらに、前記リソグラフマシンへの前記二レベル出力パターンデータの送信時間における変化を補償するために前記中間パターンデータで行われる補正を含んでいる前記［２４］乃至［２８］のいずれか１つに記載の方法。
［３０］さらに、前記中間データパターンで行われるフィールド歪み調節を含み、この歪み調節は前記出力グリッドに歪みを与えるステップを含んでいる前記［１３］記載の方法。
［３１］前記歪みはオーバーレイ性能を改良するためのものである前記［３０］記載の方法。
［３２］前記歪みは異なるリソグラフツールによるマッチングを改良するためのものである前記［３１］記載の方法。
［３３］前記歪みはフィールドサイズ調節、フィールド位置調節、フィールドの回転、非対称フィールドサイズ調節および／または非対称回転のうちの少なくとも１つを含んでいる前記［３０］記載の方法
［３４］前記歪みは付加的に高次の歪みを含んでいる前記［３３］記載の方法。
［３５］前記再度の量子化は、前記再度サンプルされた中間パターンデータにおいてエラー拡散を適用することによる再度のディザーリングを含んでいる前記［１］乃至前記［３４］のいずれか１つに記載の方法。
［３６］前記量子化はディザーリングプロセスを含み、前記再度の量子化は再度のディザーリングプロセスを含み、前記ディザーリングおよび前記再度のディザーリングは反対方向で行われる前記［１］乃至［３５］のいずれか１つに記載の方法。
［３７］前記入力パターンデータは中間パターンデータの２つのセットを発生するために二度ディザーリングされ、前記各セットは反対方向でディザーリングされる前記［３６］記載の方法。
［３８］中間パターンデータの前記２つのセットは前記ターゲットの交番する露光レーンを露光するために使用され、中間パターンデータの各セットは使用前に、前記ディザーリングに対して反対方向で再度ディザーリングされる前記［３７］記載の方法。
［３９］前記ターゲットは前記ターゲットの各露光レーンが同じ方向で露光されるように移動される前記［３６］記載の方法。
［４０］前記エラー拡散は前記再度サンプルされたパターンデータの画素の量子化エラーを前記出力パターンデータの１以上の近隣の画素へ分配するステップを含んでいる前記［３５］記載の方法。
［４１］エラー拡散の適用は、
画素のアレイを規定し、
画素アレイを異なるビームレットにより露光されるように割当てられている各部分へ分割し、
各部分についてのエラー拡散パラメータ値を決定し、
エラー拡散パラメータ値を使用して各部分内の画素へ値を割当てるステップを含んでいる前記［４０］記載の方法。
［４２］前記エラー拡散パラメータ値は、しきい値と、二レベル出力パターンデータ値のより高いレベルについての加重値とを含んでいる前記［４１］記載の方法。
［４３］前記エラー拡散パラメータ値は、さらに前記二レベル値の低いレベルについての加重値を含んでいる前記［４２］記載の方法。
［４４］前記エラー拡散パラメータ値はしきい値であり、ここで二レベル値を１部分内の画素セルに割当てることは前記部分について決定されたしきい値との比較に基づいている前記［４２］又は［４３］記載の方法。
［４５］前記エラー拡散の適用は、さらに別のしきい値に等しいかそれよりも低い多レベル値を有する１以上の画素の方向への拡散を許可しないことにより制限される前記［３９］乃至［４４］のいずれか１つに記載の方法。
［４６］前記エラー拡散の適用は、前記入力パターンデータで記述されている特徴外に位置されている１以上の画素への拡散を許可しないことにより制限される前記［３９］乃至［４５］のいずれか１つに記載の方法。
［４７］前記エラー拡散の適用は処理されている前記画素とはある量を超えて異なる値を有する１以上の画素方向の拡散を許可しないことにより制限される前記［３９］乃至［４６］のいずれか１つに記載の方法。
［４８］各画素はラベルを有し、前記エラー拡散の適用は処理されている前記画素とは異なるラベルを有する１以上の画素方向への拡散を許可しないことにより制限される前記［３９］乃至［４７］のいずれか１つに記載の方法。
［４９］前記ラベルは前記中間パターンデータと共に記憶されているコードからなる前記［４８］記載の方法。
［５０］前記ラベルは前処理期間中に規定され、前記ベクトルフォーマットの特徴によりカバーされる全ての画素は第１のラベル値を割当てられ、全ての他の画素は第２のラベル値を割当てられる前記［４９］記載の方法。
［５１］画像データは第１のステップで前記マシンへベクトルフォーマットで供給され、前記ベクトルフォーマットは第２のステップでレンダリングされ、画素値の空間的にマップされたアレイの形態のビットマップデータフォーマットへ量子化され、前記ビットマップデータは前記データにおいて実時間補正を行うために第３のステップで再度サンプルされ、この再度サンプルされたデータは第４のステップで再度量子化され、その後第５のステップで出力ビットマップとしてマシンの撮像ハードウェアへ供給されるリソグラフマシンの動作方法。
［５２］前記第１の量子化ステップを行うために使用される前記データの量は前記再度のサンプリングを行うことにより生じる前記データ量よりも大きい前記［５１］記載の方法。
［５３］前記再度のサンプリングはパターンシフト、パターンスケーリングまたはフィールド歪み補正のうちの１以上を含んでいる前記［５１］または［５２］記載の方法。
［５４］前記再度の量子化は線量補正を行うことを含んでいる前記［５１］乃至［５３］のいずれか１つに記載の方法。
［５５］ディザーリングプロセスは前記量子化ステップと共に行われ、ディザーリングしきい値を適合することにより行われる線量補正を含んでいる前記［５１］乃至［５４］のいずれか１つに記載の方法。
［５６］さらに前記再度のサンプリングと共に中間パターンデータの画素サイズを変形することによって出力ビットマップの画素サイズを変更することにより露光線量を制御するステップを含んでいる前記［５１］乃至［５５］のいずれか１つに記載の方法。
［５７］ベクトルフォーマットの入力パターンデータを画素値の空間的にマップされたアレイの形態の出力パターンデータへ変換するためのデータパスにおいて、
画素値の空間的にマップされたアレイの形態の中間パターンデータを生成するために前記入力パターンデータをレンダリングし量子化する第１の処理装置と、
前記中間パターンデータを記憶するための第１の記憶装置と、
出力パターンデータを生成するために前記中間パターンデータを再度サンプリングし再度量子化する第２の処理装置とを具備しているデータパス。
［５８］前記第１の処理装置はレンダリングされた入力パターンデータをディザーリングするソフトウェアおよび／またはハードウェアを具備している前記［５７］記載のデータパス。
［５９］前記第２の処理装置は再度サンプルされたパターンデータを再度ディザーリングするソフトウェアおよび／またはハードウェアを具備している前記［５７］または［５８］記載のデータパス。
［６０］前記第１の記憶装置の容量は前記パターンデータのフィールド全体に対する前記中間パターンデータを記憶するのに十分である前記［５７］乃至前記［５９］のいずれか１つに記載のデータパス。
［６１］さらに前記出力パターンデータを記憶するための第２の記憶装置を具備している前記［５７］乃至［６０］のいずれか１つに記載のデータパス。
［６２］パターンデータにしたがってターゲットを露光するシステムにおいて、
前記ターゲットを露光し出力パターンデータに基づいてビームレットを変調するための複数の露光ビームレットを生成するマスクレスリソグラフマシンと、
入力パターンデータを受信し、前記出力パターンデータを発生するための前記［５７］乃至［６１］のいずれか１つに記載のデータパスと、
前記出力パターンデータを前記リソグラフマシンへ供給するためのパターンストリーミングシステムとを具備しているシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
0005801289.tif 000014
【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
0005801289.tif 000021
【図１１Ｂ】
0005801289.tif 000022
【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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